圖2 母線橋

母線槽與電纜的性能比較見表1。

表1 母線槽與電纜的性能比較

2.1 使用壽命比較

由表1可見，母線槽比電纜的使用壽命更長，一般為電纜使用壽命的2～3倍。

2.2 載流量及電能損耗比較

母線槽是扁導(dǎo)體，具有散熱好、阻抗低及載流量大的特點，額定電流一般可以達(dá)到6300A，如此高的載流能力電纜難以達(dá)到。載流量相同的情況下，載流量630A以上時，母線槽與電纜相比，用銅量節(jié)省15％～30％，電能損耗可減少15％左右。電纜敷設(shè)時需考慮橋架內(nèi)電纜的散熱溫度和橋架內(nèi)電纜的根數(shù)，而母線槽的敷設(shè)只需滿足規(guī)范所規(guī)定的極限溫升電流即可，這對于綠色工程建設(shè)具有積極意義。

2.3 安裝比較

母線槽的安裝相對方便，電纜的敷設(shè)布線比較靈活，但電纜敷設(shè)需額外安裝電纜橋架，相比之下，母線槽施工工期短，安裝費(fèi)用較低，不會影響整體工程工期。母線槽可以采用插接方式安裝分接，把主干線的電力電源引入不同的分支，現(xiàn)場分接比較方便。同時，母線槽配電安裝一般采用樹干式，而電纜配電一般是點對點的放射式，電纜在配電出入口會占用較大空間，而母線槽則占用空間小，這也是母線槽在高層建筑或大型廠房應(yīng)用較多的原因。

2.4 成本比較

母線槽單價以直線段計量，安裝費(fèi)用一般包括在內(nèi)。電纜單價不包括電纜橋架的費(fèi)用以及電纜和橋架的安裝費(fèi)用。阻燃無鹵低煙交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜(WDZ-YJY)單價與同載流量的4P密集型母線槽價格接近，而阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜(ZR-YJV)的成本優(yōu)勢較大。

2.5 選型比較

對于用電負(fù)荷較小(630A以下)、分支回路不多的場所，配電選擇電纜更好；對于用電負(fù)荷較大(630A以上)、分支回路較多的場所，采用母線槽效果更佳。

對于水泥工程來說，配電室變壓器出線至低壓進(jìn)線柜，采用母線槽更為合理；柴油發(fā)電機(jī)的出線柜，也可采用母線槽與相應(yīng)低壓柜連接；在大功率的低壓變頻柜、軟啟動柜與低壓柜不并柜時，采用母線槽連接能節(jié)省現(xiàn)場施工時間；大型廠房一般對電量的需求量較大，在大型廠房中也可設(shè)置母線槽；在維修車間等需要移動式設(shè)備的使用場所，可選用滑觸式母線槽。

目前，密集型母線槽市場占比已達(dá)75％左右，且適用于室內(nèi)環(huán)境配電，室內(nèi)配電可選用該類母線槽。

三、母線槽的技術(shù)要求及選型

3.1 母線槽的相關(guān)國家規(guī)范要求

(1)在GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》8.10節(jié)“母線槽布線”中，對母線槽的設(shè)計進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。

(2)在GB7251.2-2006《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第二部分：對母線干線系統(tǒng)(母線槽)的特殊要求》中，對母線槽的相關(guān)參數(shù)試驗提出了具體要求。

(3)在GB50303-2012《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》和CECS170-2017《低壓母線槽應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中，對低壓母線槽的選用、設(shè)計、安裝、驗收和運(yùn)行維護(hù)做出了規(guī)定。

(4)JB/T9662-1999《密集絕緣干線系統(tǒng)(密集絕緣母線)》和JB/T10327-2011《耐火母線干線系統(tǒng)(耐火母線槽)》，是國內(nèi)母線槽的重要行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 母線槽的關(guān)鍵技術(shù)要求

3.2.1技術(shù)證書要求

母線槽生產(chǎn)廠家必須能提供3C證書及3C試驗報管告。

3.2.2設(shè)計要求

在設(shè)計時，必須明確母線槽額定電流、額定短路耐受電流、防護(hù)等級和極限溫升。

3.2.3溫升要求

根據(jù)規(guī)范，母線槽的額定電流定義為極限溫升條件下通過的電流，溫升由絕緣材料的耐熱等級決定。母線槽的溫升是關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，規(guī)范對母線槽的溫升參數(shù)有具體規(guī)定。控制導(dǎo)體電阻率和集膚效應(yīng)系數(shù)，即控制銅導(dǎo)體的純度和截面尺寸，可控制母線槽溫升。

3.2.4母線槽連接要求

母線槽與變壓器、柴油發(fā)電機(jī)等設(shè)備連接時，應(yīng)采用柔性連接。母線槽的電源端和負(fù)載端應(yīng)設(shè)置專門的始端箱。

3.2.5防護(hù)要求

母線槽的外殼防護(hù)等級，應(yīng)在技術(shù)參數(shù)中注明。根據(jù)規(guī)范要求，一般室內(nèi)潔凈場所，采用IP30及以上防護(hù)等級；室內(nèi)普通場所，采用不低于IP40防護(hù)等級；室內(nèi)有防濺水要求的場所，采用不低于IP54防護(hù)等級；室內(nèi)潮濕場所或有防噴水要求的場所，采用IP65及以上防護(hù)等級；有防腐蝕要求的場所，采用IP68防護(hù)等級的無金屬外殼的全封閉樹脂澆注母線槽。

3.2.6防火要求

根據(jù)工程實際選擇耐火母線槽時，應(yīng)在設(shè)計中注明耐火時間要求，具體參數(shù)應(yīng)參考GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》。

3.2.7導(dǎo)體截面積要求

母線槽金屬外殼與工程中的連接保護(hù)導(dǎo)體截面積，不應(yīng)小于表2中的規(guī)定。

表2 連接保護(hù)導(dǎo)體截面積規(guī)定

3.2.8智能化要求

母線槽智能化系統(tǒng)應(yīng)具備總線和無線兩種通訊方式。母線槽智能化系統(tǒng)，應(yīng)具有遙測功能，能遙測母線槽的環(huán)境溫度、濕度；遙測母線槽進(jìn)線及分接單元的電流、電壓、功率因數(shù)、有功功率、電能；遙測連接頭的溫度；宜有遙調(diào)、遙控等功能。分接單元內(nèi)的智能斷路器，宜有數(shù)據(jù)采集和通訊功能。

3.3 母線槽截面積的確定

母線槽的額定電流是母線槽重要的技術(shù)參數(shù)之一。滿足額定電流的要求，需在設(shè)計中選取合適的母線槽截面積。母線槽截面積的選取，會對工廠配電的安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性及可靠性產(chǎn)生影響。母線槽截面積可按照以下步驟確定。

3.3.1確定計算電流Ijs

根據(jù)實際負(fù)載情況得到計算負(fù)荷，根據(jù)計算負(fù)荷得出計算電流Ijs。

3.3.2確定額定電流IN

根據(jù)三點原則確定：一是額定電流凡必須大于計算電流厶，二是考慮不同母線槽的用途及溫升要求，三是額定電流瓜的確定應(yīng)符合表3的要求。

表3 額定電流IN與計算電流Ijs的關(guān)系

3.3.3初步確定母線槽截面積

通過額定電流^確定母線槽的截面積，在實際工程中，業(yè)主大多要求母線槽截面積按大一級考慮，綜合以上因素，即可初步確定母線槽截面積。

3.3.4校驗確認(rèn)最終截面積

根據(jù)式(1)，校驗短路電流熱效應(yīng)下的截面積，確認(rèn)母線槽最終截面積。

(1)

式中：

Smin——滿足熱穩(wěn)定所需的最小截面積，mm2 

Qt——短路電流引起的熱效應(yīng)，kA2·S

C——導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)

3.4 母線槽搭接母排的確定

在與變壓器、低壓柜連接時，需要考慮母線槽搭接母排。在搭接母排選擇銅為導(dǎo)體時，根據(jù)水泥工程中常用到的幾種負(fù)荷情況，其導(dǎo)體規(guī)格應(yīng)不小于表4的要求。

表4 搭接矩形母排規(guī)格表

目前，母線槽在實際工程中應(yīng)用比例越來越高，與電纜相比，母線槽在大電流配電輸送方面具有明顯優(yōu)勢，耗銅量及電能損耗更少，更易滿足消防要求，且占用空間少，更加美觀。在水泥工程中采用母線槽，將更加綠色節(jié)能。

作者：張煜

來源：《天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院有限公司》

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